JP3830465B2 - Optical pickup device using hologram optical element and hologram pattern forming method - Google Patents

Optical pickup device using hologram optical element and hologram pattern forming method Download PDF

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Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、光ディスク(Optical disk)の信号検出のための光ピックアップ(Optical pick up)装置に関し、特に３波長発光素子とホログラムを用いて装置の小型化及びスリム化を実現し、組立による費用を節減して原価を下げた、ホログラム光学素子を用いた光ピックアップ装置及びホログラムパターン形成方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
一般に、光ディスクプレーヤーは、ディスクに対し情報信号の書き込み／読み出しを行うためにディスクに光源を照射し、このディスクから反射される光信号を検出する方式で、ディスクに書き込まれた情報を再生し或いは情報を記録媒体に格納する。
【０００３】
光ピックアップ装置は、光ディスクプレーヤーにおいて上述の動作を行う核心的な装置であって、最近はＣＤ、ＤＶＤ交換用ピックアップが広く用いられているが、このようなＣＤ、ＤＶＤ交換用ピックアップはそれぞれ異なる波長、すなわちＤＶＤ系列の６５０ｎｍとＣＤ系列の７８０ｎｍの波長をもつ２本のビームを発生させる２波長レーザダイオード（以下、「発光素子」という）を使用する。
【０００４】
従来の２波長発光素子を使用する光ピックアップ装置は、２波長発光素子から出射されたビームを０次、＋１次及び−１次ビームのように少なくとも３本のビームに分割する回折格子と、入射されるビームを光ディスク方向に反射させるビームスプリッター(Beam Splitter)と、ビームを光ディスクのトラックに集光するための対物レンズと、光ディスクから反射されたビームがビームスプリッターを通過する際、このビームにフォーカスエラー信号を発生させるセンサレンズと、及びセンサレンズにより集束されるビームを検出して電気的信号を変換するフォトダイオード（以下、「受光素子」という）とから構成される。
【０００５】
このような構成は一般的なもので、２波長発光素子を使用する場合、２波長発光素子から出射されるビームの発振間隔のために、受光素子に到達するビームの位置がビームの発振間隔だけ離され、これによりビームの発振間隔だけ離されたパターンを有する新しい形の受光素子を開発しなければならないので、開発費によるコスト上昇の短所があった。
【０００６】
また、光学部品の数が多いため、工程数が多くなり且つ装置のスリム化、小型化に困難さがあった。
【０００７】
従って、光ピックアップ装置の小型化、スリム化、及び部品数の減少による低価格化を図るためには、光部品をモジュール化する必要があるが、最近はこのような従来の光ピックアップ装置の構造を簡単にし、構成要素を減少させるために、ホログラムを使用する光ピックアップ装置が導入されている。
【０００８】
図１はホログラムを使用する通常の光ピックアップ装置を示す。通常の光ピックアップ装置は、図１に示すように、ビームを発射する２波長発光素子１、ビームを３本のビームに分割する回折格子２、光ディスクＤから反射された３本のビームを受信して回折させるホログラム光学素子(Holographic Optical Element)３、及びホログラム光学素子３によって回折集光されたビームを受信する受光素子５とを含む。２波長発光素子１及び受光素子５はダイボンディング手段によって単一共通基板に固定され、単一共通基板に装着された回折格子２、ホログラム光学素子３、２波長発光素子１及び受光素子５は全て単一のパッケージに一体化される。勿論、ホログラム光学素子３と光ディスクＤとの間にはビームを光ディスクＤの一点に集光させる対物レンズ４が備えられる。
【０００９】
このように構成された光ピックアップ装置では、２波長発光素子１から出射されたそれぞれのビームが回折格子２によって３本のビームに分割され、分割された３本のビームは対物レンズ４によって集光し、光ディスクＤの表面に照射される。光ディスクＤの表面に集光されたビームは反射され、反射されたビームはホログラム光学素子３によって回折された後、受光素子５によって検出される。
【００１０】
このようにホログラムを用いる光ピックアップ装置では、ホログラム光学素子３によって回折されたビームが受光素子５によって検出されるため、ビームスプリッター及びセンサレンズが除去され、これにより光学部品の数が減少する。また、２波長発光素子１、受光素子５、回折格子２及びホログラム光学素子３などが単一のパッケージ内に搭載されることにより、構造が単純で製造コストが節減される。
【００１１】
ところが、このようなホログラム光ピックアップ装置では、２波長発光素子１と受光素子５との位置決め誤差が発光素子１からのビームを検出する受光素子５の性能に大きい影響を及ぼすため、発光素子１を精密な位置に配置することが必要であるが、発光素子１と受光素子５を正確に配置する作業は、難しいだけでなく、高度の精密度を有する高価の装備を必要とするという欠点があった。
【００１２】
また、２波長発光素子１と受光素子５を単一のパッケージに集積化した場合は、前記２波長発光素子１と受光素子５の位置が固定されており、受光素子５の位置調整が不可能であった。すなわち、ホログラム光学素子３の取付面の形状誤差によるフォーカス誤差信号又はトラッキング誤差信号のオフセット調整をホログラム光学素子３の調整のみで行う場合が多い。
【００１３】
このような場合、２波長発光素子１のいずれか一つの発光素子波長に合わせてホログラム光学素子を調整すると、他の波長の発光素子を光源として用いたときには最適の状態から外れる可能性が高い。すなわち、組立時のホログラム光学素子３の位置調整だけでは、それぞれの波長に合わせてサーボ誤差信号の最適調整が不可能であるという問題点があった。
【００１４】
このように２波長発光素子を使用する場合、１つの発光素子波長に合わせてホログラム光学素子を調整すると、他の波長の発光素子を光源として用いたときには最適の状態から外れる可能性が高いという問題点を解決するために、[特許文献１]では、２波長発光素子と共に２つのホログラム素子をもった光ピックアップ装置を提案したが、図２に示すように、第１波長の光を出射する第１発光素子１０と、第１波長とは異なる第２波長の光を出射する第２発光素子１２と、第１波長の光を回折して受光素子１１へと導くとともに、第２波長の光を回折しない第１ホログラム素子１４と、第２波長の光を回折して受光素子１１へと導くとともに、第１波長の光を回折しない第２ホログラム素子１５とを備える。
【００１５】
上述した従来の光ピックアップ装置において、６５０ｎｍ波長の光を発射する前記第１発光素子１０と、７８０ｎｍ波長の光を発射する第２発光素子１２とは近接配置され、前記第１ホログラム素子１４及び第２ホログラム素子１５はそれぞれの透明基板に形成される。
【００１６】
すなわち、従来の光ピックアップ装置では、前記第１ホログラム素子１４は第１透明基板１７の上側に形成され、第２ホログラム素子１５は第２透明基板１６の上側に形成され、前記第２透明基板１６の下面には光を３本のビームに分割する回折格子１３が設けられている。
【００１７】
また、コリメータレンズ１９、対物レンズ２０及び受光素子１１が備えられる。
【００１８】
ここで、前記第２透明基板１６はパッケージ１８の出射面に固定され、前記第１透明基板１７は第２透明基板１６の上面に固定される。
【００１９】
このような従来の光ピックアップ装置では、第１ホログラム素子１４、第２ホログラム素子１５がそれぞれの透明基板１６、１７に、独立して調整可能に形成されている。
【００２０】
図３ａは、図２の装置で６５０ｎｍ波長をもった第１ビームを用いた場合の光経路を示す断面図であって、第１発光素子１０から出射されたビームは、第１、第２ホログラム素子１４、１５を透過し、光ディスクＤ上に集光された後反射して第１ホログラム素子１４で回折され、受光素子１１上に導出される。
【００２１】
図３ｂは図２の装置で７８０ｎｍ波長をもった第２ビームを用いた場合の光経路を示す断面図であって、第２発光素子１２から発射されたビームは、第１、第２ホログラム素子１４、１５を透過し、光ディスクＤ上に集光された後反射して第２ホログラム素子１５で回折され、受光素子１１上に導出される。
【００２２】
従って、このような従来の技術は、２つのホログラム素子を適用して第１発光素子１０、第２発光素子１２から発射されるそれぞれ異なる波長のビームに対し選択的に集光特性が得られるようにし、異なる波長の発光素子を光源として用いた場合には最適の状態で検出が行われるようにした。
【００２３】
ところが、上述した従来のホログラム光ピックアップ装置は、分離されたそれぞれの第１ホログラム素子１４と第２ホログラム素子１５を２つの透明基板１６、１７に別途に形成した後、２つの透明基板１６、１７をそれぞれの波長に合わせて調整した後固定させる構造なので、２波長をもったピックアップ装置にのみ適用することができ、また２つのホログラム素子を使用したため体積が大きくなるという欠点があった。
【００２４】
すなわち、従来のホログラム光ピックアップ装置は、２波長光源を使用するＣＤ、ＤＶＤ互換用ピックアップにのみ適用可能であり、ＣＤ、ＤＶＤの他にブルー線(blue-ray)など３波長以上の多波長ピックアップには適用することができないという問題点があった。
【００２５】
従って、光ピックアップ技術の発達により、３つ以上の互いに異なる波長のビームを使用する光ピックアップ装置が常用される場合、上述した従来の技術では対応することが難しい。
【００２６】
また、発光素子と受光素子の位置を単一のパッケージに固定させなければならないので、ホログラム素子の取付面の形状誤差によるフォーカス誤差信号又はトラッキング誤差信号のオフセット調整に困っており、光軸調整が難しいという問題点があった。
【００２７】
また、発光素子と受光素子を正確に配置する作業は、難しいだけでなく、高度の精密度を有する高価の装備を必要とするので、組立価額が上昇するという欠点があった。
【００２８】
【特許文献１】
特開２０００−７６６８９号公報
【００２９】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、かかる問題点を解決するためのもので、その目的は、１つのモジュールに多重にホログラムを形成して、３つの相異した波長をもったビームを発射する多波長光源を使用する光ピックアップ装置においても全ての光を最適の状態で検出することが可能な光ピックアップ装置及びホログラムパターン形成方法を提供することにある。
【００３０】
また、本発明の他の目的は、装置の小型化、スリム化を実現することが可能なホログラム光学素子を用いた光ピックアップ装置及びホログラムパターン形成方法を提供することにある。
【００３１】
また、本発明のさらに他の目的は、外部から受光素子の位置を調整できるようにし、組立価格を大きく節減して原価を下げることが可能な、ホログラム光学素子を用いた光ピックアップ装置及びホログラムパターン形成方法を提供することにある。
【００３２】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、本発明では、それぞれ異なる波長をもつ３本のビームを発生させる発光素子と、光ディスクから反射されたビームを受信してビームの波長に応じてそれぞれ回折させるように３つのホログラムパターンが形成された多重ホログラム光学素子と、前記多重ホログラム光学素子によって回折されたそれぞれのビームを受信する受光素子とを含み、前記多重ホログラム光学素子は、透明基板と、該透明基板の上にガラス或いは光学高分子を直接コートして形成され、上面に第１ホログラムパターンが形成された第１透明層と、該第１透明層の上にガラス或いは光学高分子を直接コートして形成され、上面に第２ホログラムパターンが形成された第２透明層と、該第２透明層の上にガラス或いは光学高分子を直接コートして形成され、上面に第３ホログラムパターンが形成された第３透明層と、からなることを特徴とするホログラム光学素子を用いた光ピックアップ装置が提供される。
【００３３】
また、上記目的を達成するため、本発明では、それぞれ異なる波長をもつ３本のビームを発生させる発光素子と、光ディスクから反射されたビームを受信してビームの波長に応じてそれぞれ回折させるように３つのホログラムパターンが形成された多重ホログラム光学素子と、前記多重ホログラム光学素子によって回折されたそれぞれのビームを受信する受光素子とを含み、前記多重ホログラム光学素子は、上面に第１ホログラムパターンを形成された透明基板と、該透明基板の上にガラス或いは光学高分子を直接コートして形成され、上面に第２ホログラムパターンが形成された第１透明層と、該第１透明層の上にガラス或いは光学高分子を直接コートして形成され、上面に第３ホログラムパターンが形成された第２透明層と、からなることを特徴とするホログラム光学素子を用いた光ピックアップ装置が提供される。
【００３５】
前記第１ホログラムパターン、第２ホログラムパターン及び第３ホログラムパターンはそれぞれ回折格子の深さを異ならせて形成されることを特徴とする。
【００３６】
好ましくは、前記第１ホログラムパターンの回折格子は１.２〜１.３μｍ、１.５〜１.６μｍ、２.２〜２.４μｍのいずれか一つの深さに形成され、前記第２ホログラムパターンの回折格子は１.２〜１.３μｍ、１.５〜１.６μｍ、２.２〜２.４μｍのうち前記第１ホログラムパターンの回折格子の深さを除いたいずれか一つの深さに形成され、前記第３ホログラムパターンの回折格子は１.２〜１.３μｍ、１.５〜１.６μｍ、２.２〜２.４μｍのうち前記第１ホログラムパターンと前記第２ホログラムパターンの回折格子の深さを除いた残りの深さに形成される。
【００３７】
また、前記多重ホログラム光学素子は、光源から発射されるビームを０次、＋１次及び−１次に回折させる回折格子を含んでなる。
【００３８】
前記発光素子と前記多重ホログラム光学素子は単一のパッケージに固着され、前記受光素子は前記パッケージの下部に、独立して前後方向、左右方向及び所望の角度に移動可能に設置され、外部から位置調整できる。
【００３９】
また、前記発光素子は、６５０ｎｍ、７８０ｎｍ及び４０５ｎｍ波長のビームを発射することを特徴とする。
【００４０】
また、上記目的を達成するため、本発明では、それぞれ異なる波長をもつ少なくとも３本以上のビームを発生させる発光素子と、前記発光素子から出射されたビームを３本のビームに分割する回折格子が形成され、光ディスクから反射されたビームを受信してビームの波長に応じてそれぞれ回折させるように少なくとも３つ以上のホログラムパターンが形成される多重ホログラム光学素子と、前記多重ホログラム光学素子によって回折されたそれぞれのビームを受信する受光素子とが設置されるパッケージと、ビームを光ディスクのトラックに集光するための対物レンズと、コリメータレンズとを含み、前記多重ホログラム光学素子は、透明基板と、該透明基板の上にガラス或いは光学高分子を直接コートして形成され、上面に第１ホログラムパターンが形成された第１透明層と、該第１透明層の上にガラス或いは光学高分子を直接コートして形成され、上面に第２ホログラムパターンが形成された第２透明層と、該第２透明層の上にガラス或いは光学高分子を直接コートして形成され、上面に第３ホログラムパターンが形成された第３透明層と、からなり、前記透明基板の上面に前記回折格子のパターンが形成されていることを特徴とするホログラム光学素子を用いた光ピックアップ装置が提供される。
【００４１】
ここで、前記パッケージは、上面の開口部に前記多重ホログラム光学素子が配置され、下面の一側面に設けられた開口部に受光素子が設置される。前記発光素子と前記多重ホログラム光学素子は単一のパッケージに固着され、前記受光素子は前記パッケージの外面に、独立して前後方向、左右方向及び所望の角度に移動可能に設置され、外部から位置調整できることを特徴とする。
【００４２】
また、上記目的を達成するための方法として、本発明では、透明基板の上面に第１ホログラムパターンを形成する段階と、前記第１ホログラムパターンの形成された透明基板上にガラス或いは光学高分子を直接コートして第１透明層を形成する段階と、前記第１透明層の上面に第２ホログラムパターンを形成する段階と、前記第２ホログラムパターンの形成された第１透明層上にガラス或いは光学高分子を直接コートして第２透明層を形成する段階と、前記第２透明層の上面に第３ホログラムパターンを形成する段階とからなり、ホログラムパターンを多層に積層形成することを特徴とするホログラムパターン形成方法が提供される。
【００４３】
前記第１透明層及び第２透明層の厚さは１μｍ〜数十μｍであることを特徴とする。
【００４４】
また、上記目的を達成するための方法として、本発明では、透明基板にフォトレジストを塗布する段階と、前記フォトレジストを、第１ホログラムパターンの形成された第１マスクを用いて選択的に露光し現像する段階と、前記フォトレジスト及び透明基板をエッチングして透明基板の上面に第１ホログラムパターンを形成する段階と、前記第１ホログラムパターンの形成された透明基板上にガラス或いは光学高分子を直接コートして第１透明層を透明基板の上に形成する段階と、前記第１透明層にフォトレジストを塗布する段階と、前記フォトレジストを、第２ホログラムパターンの形成された第２マスクを用いて選択的に露光し現像する段階と、前記フォトレジスト及び第１透明層をエッチングして第２ホログラムパターンを第１透明層の上面に形成する段階と、前記第２ホログラムパターンの形成された第１透明層上にガラス或いは光学高分子を直接コートして第２透明層を第１透明層の上に形成する段階と、前記第２透明層にフォトレジストを塗布する段階と、前記フォトレジストを、第３ホログラムパターンの形成された第３マスクを用いて選択的に露光し現像する段階と、前記フォトレジスト及び第２透明層をエッチングして第３ホログラムパターンを第２透明層の上面に形成する段階とからなり、ホログラムパターンを多層に積層形成することを特徴とするホログラムパターン形成方法が提供される。
【００４５】
前記透明基板の底面に回折格子用パターンをさらに形成することが好ましく、前記第１透明層及び第２透明層の厚さは１μｍ〜数十μｍであることを特徴とする。
【００４６】
【発明の実施の形態】
以下、本発明のホログラム光学素子を用いた光ピックアップ装置及びホログラムパターン形成方法の実施例を添付図に基づいて詳細に説明する。
【００４７】
図４は本発明に係る光ピックアップ装置の一実施例の構成及び多重ビームの光経路を示す断面図である。
【００４８】
図４を参照すると、本発明の一実施例は、それぞれ異なる波長をもつ３本のビームを発生させる発光素子２２と、光ディスク（図示せず）から反射されたビームを受信してビームの波長に応じてそれぞれ回折させるように３つのホログラムパターンが形成された多重ホログラム光学素子２４と、前記多重ホログラム光学素子２４によって回折されたそれぞれのビームを受信する受光素子２６とを含んでなる。
【００４９】
前記発光素子２２は、ＤＶＤ系列の６５０ｎｍ、ＣＤ系列の７８０ｎｍ及びＨＤ−ＤＶＤ系列の４０５ｎｍ波長のビームを発射する３波長光源モジュールである。
【００５０】
このような発光素子２２は、サブマウント(Sub-Mount)上に発光素子チップを設置し、前記サブマウントをパッケージ２８の内部に装着することにより、図４に示すように、パッケージ２８の内部底面に固着することができる。
【００５１】
前記多重ホログラム光学素子２４は、前記発光素子２２から発射する３本のビームをそれぞれ回折させることができるように３つのホログラムパターンが形成されたものである。本発明では、ホログラムパターンを多重化する方法として２つの構成を提示する。
【００５２】
1つ目の構成は、多数のパターンを単一基板の同一面上に重ね合わせて形成することである。重ね合わせて形成する方法は、配列された第１ホログラムパターンの上に、前記第１ホログラムパターンとは異なる角度を有する第２ホログラムパターンを形成することにより、実現することができる。これを角度多重化(angular multiplexing)という。ところが、本発明では、これを限定するものではなく、上述した方法以外にも、ホログラムパターンを重ね合わせて形成することが可能な方法であれば、他の方法も適用可能であることは勿論である。
【００５３】
ホログラムパターンを多重化する２つ目の構成は、前記多重ホログラム光学素子２４のホログラムパターンを積層して形成することである。
【００５４】
すなわち、前記多重ホログラム光学素子２４を構成する透明基板上に多数のホログラムパターンを積層して形成することであるが、図５は本発明の多重ホログラム光学素子の一実施例の構成を示す断面図である。
【００５５】
図５に示すように、本発明の多重ホログラム光学素子２４の一実施例は、第１ホログラムパターン２４ｂが形成された透明基板２４ａと、第２ホログラムパターン２４ｄが形成された第１透明層２４ｃと、第３ホログラムパターン２４ｆが形成された第２透明層２４ｅとからなる。
【００５６】
それぞれのホログラムパターン２４ｂ、２４ｄ、２４ｆは、前記発光素子２２から発射された互いに異なる波長のビームをそれぞれ回折させるように回折格子の深さを異ならせて形成する。
【００５７】
前記ホログラムパタン２４ｂ、２４ｄ、２４ｆの回折深さに対する具体的な説明は後述する。
【００５８】
一方、このような多重ホログラム光学素子２４の一実施例の形成方法は、透明基板２４ａ上に第１ホログラムパターン２４ｂを形成する段階と、前記第１ホログラムパターン２４ｂが形成された透明基板２４ａ上に第１透明層２４ｃを形成する段階と、前記第１透明層２４ｃ上に第２ホログラムパターン２４ｄを形成する段階と、前記第２ホログラムパターン２４ｄが形成された第１透明層２４ｃ上に第２透明層２４ｅを形成する段階と、前記第２透明層２４ｅ上に第３ホログラムパターン２４ｆを形成する段階とからなる。
【００５９】
本発明で提示した多重ホログラム光学素子２４の一実施例は、３層に積層された構成を有しているが、本発明は多重ホログラム光学素子を３層に限定せず、上述した方法でホログラムパターンを３層以上の多層に形成することができる。
【００６０】
また、透明基板２４ａ又はそれぞれの透明層２４ｃ、２４ｅ上にホログラムパターンを形成する方法は、まず、透明基板にフォトレジストを塗布する段階と、前記フォトレジストを、ホログラムパターンの形成された第１マスクを用いて選択的に露光し現像する段階と、前記フォトレジスト及び透明基板をエッチングしてホログラムパターンを形成する段階とからなる。
【００６１】
本発明では、ホログラムパターンの形成された透明基板上に透明層を形成することにより、ホログラムパターンを多層に積層する構成を有するが、前記透明基板上に透明層を形成する方法は、ホログラムパターンの形成された透明基板上にガラス(glass)或いは光学高分子(optical polymer)を一定の厚さにコートすることにより実現することができる。
【００６２】
ここで、本発明は、前記透明基板の材質としてガラス又は光学高分子を例として説明したが、ガラスの種類或いは光学高分子の種類を特定して限定せず、上述したホログラムパターン形成過程で透明層として使用可能な材質であれば、前記ガラス又は光学高分子だけでなく、様々な材質を適用することができることは勿論である。
【００６３】
ここで、前記第１透明層２４ｃ或いは第２透明層２４ｅは１μｍ〜数十μｍの厚さに形成することが好ましい。
【００６４】
本発明は、透明基板の上面に第１、第２透明層をコートし、ホログラムパターンを積層形成して多重のホログラムパターンを形成することができるうえ、透明基板の底面にも回折格子用パターンを形成し、すなわち透明基板の両面をホログラムとして使用することができる。
【００６５】
このような多重ホログラム光学素子２４はパッケージ２８の上面の開口部に固着され、前記受光素子２６は前記パッケージ２８の下面の開口部２７に、独立して移動可能に設置される。
【００６６】
すなわち、前記受光素子２６は、パッケージ２８の下面の開口部２７を介してビームを受信するようにパッケージ２８の外面に設置されるが、独立して移動可能に設置されることにより、外部からの前記受光素子２６の調整が可能になる。
【００６７】
次に、このように構成された本発明の一実施例の作用を説明する。
【００６８】
図４に示すように、互いに異なる波長のビームを発射する発光素子２２から選択的に投射されるそれぞれのビームは、多重ホログラム光学素子２４を通過し、前記多重ホログラム光学素子２４の内部に設けられた回折格子用パターンを経て０次、±１次の３つのビームに分けられて光ディスクに到達する。その後、光ディスクから反射されたそれぞれのビームは、さらに前記多重ホログラム光学素子２４に入射し、多重ホログラム光学素子２４によって回折されて受光素子２６に到達する。
【００６９】
このように多重ホログラム光学素子２４のホログラムパターンは、送光系では何の役割もせずビームを通過させるばかりで、受光系ではビームを回折させる。
【００７０】
すなわち、光ディスクから反射されたそれぞれのビームは、多重ホログラム光学素子２４の上面に設けられたパターンを通過しながらそれぞれのビームの波長を回折させるためのパターンによって特定のビームのみ折り曲げられ、それぞれのビームが受光素子２６の一点に集光される。
【００７１】
この際、前記受光素子２６に到達するビームは、多重ホログラム光学素子２４だけでなく、対物レンズ（図示せず）、コリメータレンズ（図示せず）、光ディスクなどを経て発生する多くの誤差によって受光素子２６の正確な位置に到達せず誤差を発生させるおそれがあるが、本発明の光ピックアップ装置は、前記受光素子２６がパッケージ２８の底面の開口部に移動可能に構成されているため、前記受光素子２６を前後（Ｘ軸）方向、左右（Ｙ軸）方向及び所望の角度（θ）に調節して所望の位置に来るようにすることができ、所望のビームの形状、ＲＦ、フォーカスエラー信号及びトラッキングエラー信号などを得ることができる。
【００７２】
図６ａないし図６ｃは、本発明の多重ホログラム光学素子の実施例を示す断面図である。図６ａは透明基板４４ａの上面に回折格子用パターンＧ及び多重ホログラムパターンを形成したものである。
【００７３】
すなわち、透明基板４４ａの上面に回折格子用パターンＧを形成し、この回折格子用パターンＧの形成された透明基板４４ａ上に第１透明層４４ｂを形成し、この第１透明層４４ｂ上に第１ホログラムパターン４４ｃを形成し、前記第１ホログラムパターン４４ｃの形成された第１透明層４４ｂ上に第２透明層４４ｄを形成し、前記第２透明層４４ｄ上に第２ホログラムパターン４４ｃを形成し、前記第２ホログラムパターン４４ｅの形成された第２透明層４４ｄ上に第３透明層４４ｆを形成し、前記第３透明層４４ｆ上に第３ホログラムパターン４４ｇを形成したものである。
【００７４】
前記それぞれのホログラムパターン４４ｃ、４４ｅ、４４ｇはＤＶＤ系列の６５０ｎｍ、ＣＤ系列の７８０ｎｍ及びＨＤ−ＤＶＤ系列の４０５ｎｍ波長のビームをそれぞれ回折させるように形成する。
【００７５】
すなわち、３つのホログラムパターン４４ｃ、４４ｅ、４４ｇはＤＶＤ系列の６５０ｎｍ、ＣＤ系列の７８０ｎｍ及びＨＤ−ＤＶＤ系列の４０５ｎｍ波長のビームの特定のいずれか一つのみを回折させ、残りのビームをそのまま通過させるように形成する。
【００７６】
このような多重ホログラム光学素子４４を備えた光ピックアップ装置において発光素子がビームを発射すると、発光素子から投射されるビームは、前記多重ホログラム光学素子４４を通過する際、内部に設けられた回折格子用パターンＧを経て、図面において矢印で示したように、０次、±１次の３つのビームに分けられる。
【００７７】
分割された３つのビームは対物レンズ（図示せず）によって集光されて光ディスクに到達した後反射されるが、光ディスクから反射されたそれぞれのビームは前記多重ホログラム光学素子４４に入射される。
【００７８】
この際、前記ビームの波長に応じて３つのホログラムパターンのいずれか一つによって前記ビームが折り曲げられ、受光素子（図示せず）の一点に集光される。
【００７９】
図において多重ホログラム光学素子に入射される３つの矢印は、ＤＶＤ系列の６５０ｎｍ波長のビーム、ＣＤ系列の７８０ｎｍ波長のビーム、及びＨＤ−ＤＶＤ系列の４０５ｎｍ波長のビームを表わすもので、それぞれのビームは、図６ａに示すように、特定のホログラムパターンによって回折されて受光素子に集光される。
【００８０】
図６ｂは多重ホログラム光学素子の他の例を示すもので、回折格子用パターンＧを透明基板の底面に形成したものである。
【００８１】
すなわち、透明基板の底面に回折格子用パターンＧが形成されており、この回折格子用パターンＧの形成された透明基板の上面に第１ホログラムパターンを形成し、この第１ホログラムパターンの形成された透明基板上に第１透明層を形成し、この第１透明層上に第２ホログラムパターンを形成し、前記第２ホログラムパターンの形成された第１透明層上に第２透明層を形成し、前記第２透明層上に第３ホログラムパターンを形成して構成する。
【００８２】
本発明は、透明基板の上面に第１、第２透明層をコートしてホログラムパターンを積層することが可能であるうえ、透明基板の底面にもパターンを形成して、すなわち透明基板の両面をホログラムとして使用することができる。
【００８３】
このような多重ホログラム光学素子においても、上述した例と同様に、３つの波長のビームを発射する発光素子から選択的に投射されるそれぞれのビームは、多重ホログラム光学素子を通過する際、前記多重ホログラム光学素子の内部に設けられた回折格子用パターンＧを経て、図面に矢印で示されたように、０次、±１次の三つのビームに分けられる。分割された３つのビームは対物レンズによって集光されて光ディスクに到達した後、再び前記多重ホログラム光学素子に入射される。
【００８４】
この際、前記ビームの波長に応じて３つのホログラムパターンのいずれか一つによって前記ビームが折り曲げられて受光素子（図示せず）の一点に集光される。
【００８５】
また、図６ｃに示すように、透明基板にホログラムパターンを多重に形成し、別途の基板に回折格子用パターン（Ｇ）を形成して使用することができる。
【００８６】
このような構成を有する多重ホログラム光学素子の作用は前述した他の例と同一である。
【００８７】
ここで、本発明の多重ホログラム光学素子に形成されたそれぞれのホログラムパターンがいずれか特定の波長のビームのみを回折させ、残りを通過させるようにする構成は、パターンの回折格子の深さを調節することにより実現することができる。すなわち、波長に適したビームを選択的に回折させうるように回折格子の深さを調節することにより、多層の場合には光効率の減少を防止することができる。
【００８８】
また、本発明の光ピックアップ装置は、前記発光素子を器具的に組み立て、この過程で発生する誤差を最終的に受光素子で調整する方法を取ることにより、所望のビームの形状、ＲＦ、フォーカスエラー信号及びトラッキングエラー信号などを得ることができる。
【００８９】
図７は本発明の光ピックアップ装置の他の実施例の構成を示す断面図である。本発明の他の実施例は、それぞれ異なる波長を有する少なくとも３本以上のビームを発生させる発光素子３２と、光ディスクＤから反射されたビームを受信してビームの波長に応じてそれぞれ回折させるように少なくとも３本以上のホログラムパターンが形成された多重ホログラム光学素子３４と、前記多重ホログラム光学素子３４によって回折されたそれぞれのビームを受信する受光素子３６とを含んでなる。
【００９０】
前記発光素子３２としては、一般的に用いられるＤＶＤ系列の６５０ｎｍとＣＤ系列の７８０ｎｍ波長のビームを発射するＣＤ、ＤＶＤ互換用光源モジュールが使用可能であり、その他にも３本以上のビームを発射する多波長光源モジュールが適用可能である。
【００９１】
前記発光素子３２は、サブマウント(Sub-Mount)上に発光素子チップを設置し、前記サブマウントをパッケージ３８内に装着することにより、パッケージ３８の内部底面に固着することができる。
【００９２】
一方、前記多重ホログラム光学素子３４はパッケージ３８の上面に固着され、前記受光素子３６は前記パッケージ３８の下部に、独立して移動可能に設置される。すなわち、前記受光素子３６は、パッケージ３８の下面の開口部３７を介してビームを受信するようにパッケージ３８の外面に設置され、外部から前記受光素子３６を調整することができる。
【００９３】
また、本発明の一実施例は、通常のコリメータレンズ４０と、それぞれのビームを光ディスクＤのトラックに集光するための対物レンズ４２とを備えている。
【００９４】
図８は本発明の多重ホログラム光学素子において波長による回折効率を示すグラフであって、回折格子の深さ、光ビームの波長及び回折効率の関係を示す。
【００９５】
グラフにおいて、ＤＶＤ用６５０ｎｍとＣＤ用７８０ｎｍの回折効率の大きさが相反する位置の回折格子の深さでホログラムを製作すると、１つの波長のビームのみ回折させ、残り波長のビームの効率は減少させなくなって、発光素子から出射されるビームが透過するときには何の影響も与えなくなる。
【００９６】
このような原理により、３波長以上の多重ホログラム光学素子を製作することができるが、例えば、ＣＤ、ＤＶＤ、ＨＤ−ＤＶＤの３つのディスクに対応するピックアップを考慮する場合、ＢＫ７ガラスの材質を用いて、波長がそれぞれ７８０ｎｍ（ＣＤ用）、６５０ｎｍ（ＤＶＤ用）、４０５ｎｍ（ＨＤ−ＤＶＤ用）のホログラムを使用すると、ホログラムの深さに対する回折効率は図９のグラフに示す通りである。
【００９７】
すなわち、グラフにおいてＤＶＤ用６５０ｎｍ、ＣＤ用７８０ｎｍ及びＨＤ−ＤＶＤ用４０５ｎｍの回折効率の大きさが相反する位置の回折格子の深さでホログラムを製作すると、１つの波長のビームのみ回折させ、残り波長のビームの効率は減少させなくなり、発光素子から出射されるビームが透過されるときには何の影響も与えなくなる。
【００９８】
図１０は本発明に係る３波長光ピックアップ装置の波長による１次回折効率を示すグラフであって、３つの波長に作用し且つ互いに影響を少なくするためには、図１０に示すように、１次回折効率の大きさが相反する位置の回折格子の深さでホログラムを製作する。
【００９９】
すなわち、グラフにおいて回折格子の深さが約１.２５μｍの位置では６５０ｎｍ、７８０ｎｍの波長に比べて４０５ｎｍ波長の値が相対的に最も大きいので、ホログラムパターンの回折格子の深さを１.２５μｍにしてホログラム光学素子を形成すると、ＨＤ−ＤＶＤ用ホログラムとして使用することができる。
【０１００】
また、グラフにおいて回折格子の深さが約１.５１μｍの位置では、４０５ｎｍ、７８０ｎｍ波長の回折効率値が０であり、６５０ｎｍ波長の値が最も大きいので、ホログラムパターンの回折格子の深さを１.５１μｍにしてホログラム光学素子を形成すると、ＤＶＤ用ホログラムとして使用することができる。
【０１０１】
また、グラフにおいて回折格子の深さが約２.３μｍの位置では、６５０ｎｍ、４０５ｎｍの波長に比べて７８０ｎｍ波長の値が相対的に最も大きいので、ＣＤ用ホログラムの回折格子の深さを２.３μｍにしてホログラム光学素子を形成すればよい。
【０１０２】
このように３つの波長に対し互いに影響の少ない部分を選択してホログラム光学素子を形成することにより、それぞれ異なる波長のビームに対して選択的に集光特性を得ることができ、最適の状態でビームを検出することができる。
【０１０３】
【発明の効果】
上述したように、本発明の光ピックアップ装置は、一つのモジュールにホログラムを多重に形成し、３つ以上の互いに異なる波長をもったビームを発射する多波長光源を使用する光ピックアップ装置においても、全ての光を最適の状態で検出することができるという効果がある。
【０１０４】
また、装置の小型化、スリム化を実現することができるという効果がある。
【０１０５】
また、外部からの受光素子の位置調整を可能にして、ビームの誤差によって発生した誤差なく、ビームを受光素子の正確な位置に到達させることにより、少なくとも３つ以上の波長に対して適切に対応することができるという効果がある。
【０１０６】
従って、受光素子を正確な位置に調整するために従来使用していた高価の装備が不要なので、組立費用及び生産費用が節減され、原価を下げることができるという効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】従来のホログラムを用いた光ピックアップ装置の一例を示す斜視図である。
【図２】従来のホログラムを用いた光ピックアップ装置の他の例を示す断面図である。
【図３】図２の装置で第１ビームと第２ビームを用いた場合の光経路を示す断面図である。
【図４】本発明の一実施例の構成及び多重ビームの光経路を示す断面図である。
【図５】本発明の多重ホログラム光学素子の一実施例の構成を示す断面図である。
【図６】本発明の多重ホログラム光学素子の実施例を示す断面図である。
【図７】本発明の光ピックアップ装置の他の実施例の構成を示す断面図である。
【図８】本発明の多重ホログラム光学素子の波長による回折効率を示すグラフである。
【図９】本発明に係る３波長光ピックアップ装置の波長による回折効率を示すグラフである。
【図１０】本発明に係る３波長光ピックアップ装置の波長による１次回折効率を示すグラフである。
【符号の説明】
２２ 発光素子
２４ 多重ホログラム光学素子
２４ａ 透明基板
２４ｂ 第１ホログラムパターン
２４ｃ 第１透明層
２４ｄ 第２ホログラムパターン
２４ｅ 第２透明層
２４ｆ 第３ホログラムパターン
２６ 受光素子
２７ 開口部
２８ パッケージ
３２ 発光素子
３４ 多重ホログラム光学素子
３６ 受光素子
３８ パッケージ
４０ コリメータレンズ
４２ 対物レンズ
Ｄ 光ディスク[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to an optical pick-up device for detecting an optical disk signal, and in particular, a three-wavelength light-emitting element and a hologram are used to realize downsizing and slimming of the device. The present invention relates to an optical pickup device using a hologram optical element and a hologram pattern forming method, which is reduced in cost by reducing costs.
[0002]
[Prior art]
Generally, an optical disc player reproduces information written on a disc by irradiating the disc with a light source to detect an optical signal reflected from the disc in order to write / read an information signal to / from the disc. Information is stored in a recording medium.
[0003]
An optical pickup device is a core device that performs the above-described operation in an optical disc player. Recently, CD and DVD replacement pickups are widely used, and such CD and DVD replacement pickups have different wavelengths. That is, a two-wavelength laser diode (hereinafter referred to as “light-emitting element”) that generates two beams having a wavelength of 650 nm of the DVD series and 780 nm of the CD series is used.
[0004]
A conventional optical pickup device using a two-wavelength light emitting element includes a diffraction grating that divides a beam emitted from the two-wavelength light emitting element into at least three beams such as a 0th order, a + 1st order, and a −1st order beam; A beam splitter that reflects the reflected beam in the direction of the optical disc, an objective lens that focuses the beam onto the optical disc track, and the beam reflected from the optical disc is focused on this beam when it passes through the beam splitter. It comprises a sensor lens that generates an error signal, and a photodiode (hereinafter referred to as a “light receiving element”) that detects a beam focused by the sensor lens and converts an electrical signal.
[0005]
Such a configuration is general, and when a two-wavelength light emitting element is used, the position of the beam reaching the light receiving element is only the beam oscillation interval because of the oscillation interval of the beam emitted from the two-wavelength light emitting element. Since a new type of light receiving element having a pattern separated by the beam oscillation interval has to be developed, there has been a disadvantage of an increase in cost due to development costs.
[0006]
In addition, since the number of optical components is large, the number of processes is increased, and it is difficult to reduce the size and size of the apparatus.
[0007]
Therefore, in order to reduce the cost by reducing the size and slimness of the optical pickup device and reducing the number of components, it is necessary to modularize the optical components. Recently, the structure of such a conventional optical pickup device is required. In order to simplify and reduce the number of components, an optical pickup device using a hologram has been introduced.
[0008]
FIG. 1 shows a conventional optical pickup device using a hologram. As shown in FIG. 1, a normal optical pickup device receives a two-wavelength light emitting element 1 for emitting a beam, a diffraction grating 2 for dividing the beam into three beams, and three beams reflected from the optical disk D. And a light receiving element 5 that receives the beam diffracted and condensed by the hologram optical element 3. The two-wavelength light emitting element 1 and the light receiving element 5 are fixed to a single common substrate by die bonding means, and the diffraction grating 2, the hologram optical element 3, the two-wavelength light emitting element 1 and the light receiving element 5 mounted on the single common substrate are all. It is integrated into a single package. Of course, between the hologram optical element 3 and the optical disc D, an objective lens 4 for condensing the beam at one point of the optical disc D is provided.
[0009]
In the optical pickup device configured as described above, each beam emitted from the two-wavelength light emitting element 1 is divided into three beams by the diffraction grating 2, and the divided three beams are condensed by the objective lens 4. Then, the surface of the optical disk D is irradiated. The beam condensed on the surface of the optical disc D is reflected, and the reflected beam is diffracted by the hologram optical element 3 and then detected by the light receiving element 5.
[0010]
In such an optical pickup device using a hologram, since the beam diffracted by the hologram optical element 3 is detected by the light receiving element 5, the beam splitter and the sensor lens are removed, thereby reducing the number of optical components. Further, since the two-wavelength light emitting element 1, the light receiving element 5, the diffraction grating 2, the hologram optical element 3, and the like are mounted in a single package, the structure is simple and the manufacturing cost is reduced.
[0011]
However, in such a hologram optical pickup device, the positioning error between the two-wavelength light emitting element 1 and the light receiving element 5 greatly affects the performance of the light receiving element 5 that detects the beam from the light emitting element 1. Although it is necessary to place the light emitting element 1 and the light receiving element 5 accurately, it is difficult to place the light emitting element 1 and the light receiving element 5 accurately, and there is a disadvantage that expensive equipment having high precision is required. It was.
[0012]
When the two-wavelength light emitting element 1 and the light receiving element 5 are integrated in a single package, the positions of the two-wavelength light emitting element 1 and the light receiving element 5 are fixed, and the position adjustment of the light receiving element 5 is impossible. Met. That is, in many cases, the offset adjustment of the focus error signal or the tracking error signal due to the shape error of the mounting surface of the hologram optical element 3 is performed only by adjusting the hologram optical element 3.
[0013]
In such a case, if the hologram optical element is adjusted in accordance with the wavelength of any one of the two-wavelength light-emitting elements 1, there is a high possibility that the light-emitting elements having other wavelengths will be out of the optimum state when used as a light source. That is, there is a problem that the servo error signal cannot be optimally adjusted according to each wavelength only by adjusting the position of the hologram optical element 3 at the time of assembly.
[0014]
When two-wavelength light-emitting elements are used in this way, if the hologram optical element is adjusted according to one light-emitting element wavelength, there is a high possibility that the light-emitting elements with other wavelengths will be out of the optimum state when used as a light source. In order to solve the problem, [Patent Document 1] has proposed an optical pickup device having two hologram elements together with a two-wavelength light emitting element. However, as shown in FIG. 1 light-emitting element 10, a second light-emitting element 12 that emits light of a second wavelength different from the first wavelength, and diffracts and guides light of the first wavelength to the light-receiving element 11, and transmits light of the second wavelength A first hologram element 14 that is not diffracted and a second hologram element 15 that diffracts and guides light of the second wavelength to the light receiving element 11 and does not diffract light of the first wavelength.
[0015]
In the conventional optical pickup device described above, the first light emitting element 10 that emits light having a wavelength of 650 nm and the second light emitting element 12 that emits light having a wavelength of 780 nm are disposed close to each other, and The two hologram elements 15 are formed on the respective transparent substrates.
[0016]
That is, in the conventional optical pickup device, the first hologram element 14 is formed above the first transparent substrate 17, the second hologram element 15 is formed above the second transparent substrate 16, and the second transparent substrate 16 Is provided with a diffraction grating 13 for dividing light into three beams.
[0017]
Further, a collimator lens 19, an objective lens 20, and a light receiving element 11 are provided.
[0018]
Here, the second transparent substrate 16 is fixed to the emission surface of the package 18, and the first transparent substrate 17 is fixed to the upper surface of the second transparent substrate 16.
[0019]
In such a conventional optical pickup device, the first hologram element 14 and the second hologram element 15 are formed on the respective transparent substrates 16 and 17 so as to be independently adjustable.
[0020]
FIG. 3A is a cross-sectional view showing an optical path when the first beam having a wavelength of 650 nm is used in the apparatus of FIG. 2, and the beam emitted from the first light emitting element 10 is the first and second holograms. The light passes through the elements 14 and 15, is condensed on the optical disk D, is reflected, is diffracted by the first hologram element 14, and is led out onto the light receiving element 11.
[0021]
FIG. 3b is a cross-sectional view showing an optical path when the second beam having a wavelength of 780 nm is used in the apparatus of FIG. 2, and the beam emitted from the second light emitting element 12 is the first and second hologram elements. 14 and 15, condensed on the optical disk D, reflected, diffracted by the second hologram element 15, and led out onto the light receiving element 11.
[0022]
Accordingly, the conventional technique can selectively collect light with respect to beams having different wavelengths emitted from the first light emitting element 10 and the second light emitting element 12 by applying two hologram elements. In addition, when light emitting elements having different wavelengths are used as the light source, detection is performed in an optimum state.
[0023]
However, in the conventional hologram optical pickup device described above, the separated first hologram element 14 and second hologram element 15 are separately formed on the two transparent substrates 16, 17, and then the two transparent substrates 16, 17 are formed. Since the structure is fixed after being adjusted to each wavelength, it can be applied only to a pickup device having two wavelengths, and the volume is increased because two hologram elements are used.
[0024]
That is, the conventional hologram optical pickup device can be applied only to a CD and DVD compatible pickup using a two-wavelength light source, and a multi-wavelength pickup having three or more wavelengths such as blue-ray in addition to CD and DVD. There was a problem that could not be applied.
[0025]
Therefore, when the optical pickup device that uses three or more beams having different wavelengths is regularly used due to the development of the optical pickup technology, it is difficult to cope with the conventional technology described above.
[0026]
In addition, since the position of the light emitting element and the light receiving element must be fixed to a single package, it is difficult to adjust the offset of the focus error signal or tracking error signal due to the shape error of the mounting surface of the hologram element. There was a problem that it was difficult.
[0027]
In addition, the operation of accurately arranging the light emitting element and the light receiving element is not only difficult, but also requires expensive equipment having a high degree of precision, resulting in an increase in assembly cost.
[0028]
[Patent Document 1]
JP 2000-76689 A
[0029]
[Problems to be solved by the invention]
The present invention is to solve such a problem, and its purpose is to use a multi-wavelength light source that forms multiple holograms in one module and emits beams having three different wavelengths. An object of the present invention is to provide an optical pickup device and a hologram pattern forming method capable of detecting all light in an optimum state even in the optical pickup device.
[0030]
Another object of the present invention is to provide an optical pickup device and a hologram pattern forming method using a hologram optical element that can realize downsizing and slimming of the device.
[0031]
Still another object of the present invention is to provide an optical pickup device and a hologram pattern using a hologram optical element that can adjust the position of the light receiving element from the outside, greatly reducing the assembly cost and reducing the cost. It is to provide a forming method.
[0032]
[Means for Solving the Problems]
  In order to achieve the above object, in the present invention, a light emitting element that generates three beams each having a different wavelength, and a beam that is reflected from an optical disk and is diffracted according to the wavelength of the beam. A multiple hologram optical element on which a hologram pattern is formed, and a light receiving element that receives each beam diffracted by the multiple hologram optical element.The multiple hologram optical element includes a transparent substrate, a first transparent layer formed by directly coating glass or an optical polymer on the transparent substrate, and a first hologram pattern formed on the upper surface;A second transparent layer formed by directly coating glass or an optical polymer on the first transparent layer and having a second hologram pattern formed on the upper surface;A third transparent layer formed by directly coating glass or an optical polymer on the second transparent layer and having a third hologram pattern formed on the upper surface.An optical pickup device using the characteristic hologram optical element is provided.
[0033]
  In order to achieve the above object, in the present invention, a light emitting element for generating three beams having different wavelengths and a beam reflected from the optical disk are received and diffracted according to the wavelength of the beam. A multi-hologram optical element having three hologram patterns formed thereon; and a light-receiving element for receiving each beam diffracted by the multi-hologram optical element, wherein the multi-hologram optical element forms a first hologram pattern on an upper surface A transparent substrate, a first transparent layer formed by directly coating glass or an optical polymer on the transparent substrate and having a second hologram pattern formed on the upper surface, and glass on the first transparent layer. Or a second transparent layer formed by directly coating an optical polymer and having a third hologram pattern formed on the upper surface. Optical pickup device using a holographic optical element characterized is provided.
[0035]
The first hologram pattern, the second hologram pattern, and the third hologram pattern may be formed with different depths of diffraction gratings.
[0036]
Preferably, the diffraction grating of the first hologram pattern is formed at a depth of 1.2 to 1.3 μm, 1.5 to 1.6 μm, 2.2 to 2.4 μm, and the second hologram The diffraction grating of the pattern is any one of 1.2 to 1.3 [mu] m, 1.5 to 1.6 [mu] m, and 2.2 to 2.4 [mu] m, excluding the depth of the diffraction grating of the first hologram pattern. The diffraction grating of the third hologram pattern is 1.2 to 1.3 [mu] m, 1.5 to 1.6 [mu] m, 2.2 to 2.4 [mu] m of the first hologram pattern and the second hologram pattern. The remaining depth excluding the depth of the diffraction grating is formed.
[0037]
The multiple hologram optical element includes a diffraction grating that diffracts the beam emitted from the light source into the 0th order, the + 1st order, and the −1st order.
[0038]
  The light emitting element and the multiple hologram optical element are fixed to a single package, and the light receiving element is independently provided at the bottom of the package.Fore / aft, left / right and desired angleIt is installed movablyThe position can be adjusted from the outside.
[0039]
The light emitting device emits beams having wavelengths of 650 nm, 780 nm, and 405 nm.
[0040]
  In order to achieve the above object, the present invention includes a light emitting element that generates at least three beams having different wavelengths, and a diffraction grating that divides the beam emitted from the light emitting element into three beams. A multi-hologram optical element formed and receiving at least three hologram patterns so as to receive and diffract the beam reflected from the optical disc according to the wavelength of the beam, and is diffracted by the multi-hologram optical element A package in which a light receiving element for receiving each beam is installed, an objective lens for condensing the beam on a track of an optical disc, and a collimator lens;The multiple hologram optical element includes a transparent substrate, a first transparent layer formed by directly coating glass or an optical polymer on the transparent substrate, and a first hologram pattern formed on the upper surface, and the first transparent A glass or optical polymer is directly coated on the layer, a second transparent layer having a second hologram pattern formed on the upper surface, and glass or an optical polymer is directly coated on the second transparent layer. And a third transparent layer having a third hologram pattern formed on the upper surface, and the diffraction grating pattern is formed on the upper surface of the transparent substrate.An optical pickup device using the hologram optical element characterized by the above is provided.
[0041]
  Here, in the package, the multiple hologram optical element is disposed in the opening on the upper surface, and the light receiving element is disposed in the opening provided on one side surface of the lower surface.The light emitting element and the multiple hologram optical element are fixed to a single package,The light receiving element is independently formed on the outer surface of the package.Fore / aft, left / right and desired angleIt is installed movablyAdjustable from outsideIt is characterized by that.
[0042]
  Further, as a method for achieving the above object, the present invention provides a transparent substrate.Top surface ofForming a first hologram pattern on the transparent substrate on which the first hologram pattern is formed.Direct coating of glass or optical polymer to form the first transparent layerAnd the first transparent layerTop surface ofForming a second hologram pattern on the first transparent layer on which the second hologram pattern is formed.Directly coat glass or optical polymer to form second transparent layerAnd the second transparent layerTop surface ofAnd forming a third hologram pattern, and a hologram pattern forming method is provided, wherein the hologram patterns are laminated in a multilayer.
[0043]
  The first transparent layer and the second transparent layer have a thickness of 1 μm to several tens of μm.
[0044]
  As a method for achieving the above object, in the present invention, a step of applying a photoresist to a transparent substrate, and selectively exposing the photoresist using a first mask on which a first hologram pattern is formed. And developing, and etching the photoresist and the transparent substrate.On top of transparent substrateForming a first hologram pattern on the transparent substrate on which the first hologram pattern is formed;Direct coating of glass or optical polymer to form first transparent layer on transparent substrateApplying a photoresist to the first transparent layer; selectively exposing and developing the photoresist using a second mask on which a second hologram pattern is formed; and the photoresist. And etching the first transparent layer to form a second hologram pattern.On top of the first transparent layerAnd forming on the first transparent layer on which the second hologram pattern is formed.Direct coating of glass or optical polymer to form a second transparent layer on the first transparent layerApplying a photoresist to the second transparent layer; selectively exposing and developing the photoresist using a third mask on which a third hologram pattern is formed; and the photoresist. And a third hologram pattern by etching the second transparent layerOn top of the second transparent layerThere is provided a hologram pattern forming method comprising the steps of: forming a hologram pattern in a multilayer manner.
[0045]
Preferably, a diffraction grating pattern is further formed on the bottom surface of the transparent substrate, and the thickness of the first transparent layer and the second transparent layer is 1 μm to several tens of μm.
[0046]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Embodiments of an optical pickup device and a hologram pattern forming method using the hologram optical element of the present invention will be described below in detail with reference to the accompanying drawings.
[0047]
FIG. 4 is a cross-sectional view showing the configuration of an embodiment of the optical pickup device according to the present invention and the optical paths of multiple beams.
[0048]
Referring to FIG. 4, in one embodiment of the present invention, a light emitting element 22 for generating three beams each having a different wavelength and a beam reflected from an optical disc (not shown) are received and converted into the wavelength of the beam. The optical system includes a multiple hologram optical element 24 on which three hologram patterns are formed so as to be diffracted accordingly, and a light receiving element 26 that receives each beam diffracted by the multiple hologram optical element 24.
[0049]
The light emitting element 22 is a three-wavelength light source module that emits a beam of 650 nm of DVD series, 780 nm of CD series, and 405 nm wavelength of HD-DVD series.
[0050]
Such a light emitting device 22 has a light emitting device chip mounted on a sub-mount, and the submount is mounted inside the package 28, whereby the inner bottom surface of the package 28 as shown in FIG. It can be fixed to.
[0051]
The multiple hologram optical element 24 is formed with three hologram patterns so that the three beams emitted from the light emitting element 22 can be diffracted, respectively. In the present invention, two configurations are presented as a method for multiplexing hologram patterns.
[0052]
The first configuration is to form a large number of patterns on the same surface of a single substrate. The method of superimposing can be realized by forming a second hologram pattern having an angle different from that of the first hologram pattern on the arranged first hologram patterns. This is called angular multiplexing. However, in the present invention, this is not limited, and other methods can be applied as long as the method can superimpose and form a hologram pattern in addition to the method described above. is there.
[0053]
The second configuration for multiplexing the hologram patterns is to form the hologram patterns of the multiplexed hologram optical element 24 by laminating them.
[0054]
That is, a number of hologram patterns are laminated and formed on a transparent substrate constituting the multiple hologram optical element 24. FIG. 5 is a cross-sectional view showing the structure of an embodiment of the multiple hologram optical element of the present invention. It is.
[0055]
As shown in FIG. 5, one embodiment of the multiple hologram optical element 24 of the present invention includes a transparent substrate 24a on which a first hologram pattern 24b is formed, and a first transparent layer 24c on which a second hologram pattern 24d is formed. And the second transparent layer 24e on which the third hologram pattern 24f is formed.
[0056]
The hologram patterns 24b, 24d, and 24f are formed with different diffraction grating depths so as to diffract beams having different wavelengths emitted from the light emitting element 22, respectively.
[0057]
A specific description of the diffraction depth of the hologram patterns 24b, 24d, and 24f will be described later.
[0058]
Meanwhile, the method of forming an embodiment of the multiple hologram optical element 24 includes a step of forming the first hologram pattern 24b on the transparent substrate 24a and a step of forming the first hologram pattern 24b on the transparent substrate 24a. Forming a first transparent layer 24c; forming a second hologram pattern 24d on the first transparent layer 24c; and second transparent on the first transparent layer 24c on which the second hologram pattern 24d is formed. The method includes a step of forming a layer 24e and a step of forming a third hologram pattern 24f on the second transparent layer 24e.
[0059]
One embodiment of the multiple hologram optical element 24 presented in the present invention has a configuration in which three layers are laminated. However, the present invention does not limit the multiple hologram optical element to three layers, and the hologram is formed by the method described above. A pattern can be formed in three or more layers.
[0060]
The method of forming a hologram pattern on the transparent substrate 24a or each of the transparent layers 24c and 24e includes firstly applying a photoresist to the transparent substrate, and applying the photoresist to the first mask on which the hologram pattern is formed. And a step of selectively developing using a photoresist and a step of etching the photoresist and the transparent substrate to form a hologram pattern.
[0061]
The present invention has a configuration in which a plurality of hologram patterns are laminated by forming a transparent layer on a transparent substrate on which a hologram pattern is formed. A method for forming a transparent layer on the transparent substrate includes: This can be realized by coating the formed transparent substrate with glass or optical polymer to a certain thickness.
[0062]
Here, the present invention has been described by taking glass or an optical polymer as an example of the material of the transparent substrate. However, the type of the glass or the type of the optical polymer is not particularly limited, and the transparent substrate is transparent in the above-described hologram pattern forming process. Of course, as long as it is a material that can be used as a layer, not only the glass or the optical polymer but also various materials can be applied.
[0063]
Here, the first transparent layer 24c or the second transparent layer 24e is preferably formed to a thickness of 1 μm to several tens of μm.
[0064]
In the present invention, the first and second transparent layers can be coated on the upper surface of the transparent substrate, and a hologram pattern can be laminated to form a multiple hologram pattern, and a diffraction grating pattern can also be formed on the bottom surface of the transparent substrate. It can be formed, i.e. both sides of the transparent substrate can be used as holograms.
[0065]
Such a multiple hologram optical element 24 is fixed to the opening on the upper surface of the package 28, and the light receiving element 26 is installed in the opening 27 on the lower surface of the package 28 so as to be independently movable.
[0066]
In other words, the light receiving element 26 is installed on the outer surface of the package 28 so as to receive a beam through the opening 27 on the lower surface of the package 28, but by being independently movable, The light receiving element 26 can be adjusted.
[0067]
Next, the operation of the embodiment of the present invention thus configured will be described.
[0068]
As shown in FIG. 4, the respective beams selectively projected from the light emitting elements 22 that emit beams having different wavelengths pass through the multiple hologram optical element 24 and are provided inside the multiple hologram optical element 24. After passing through the diffraction grating pattern, it is divided into three beams of 0th order and ± 1st order to reach the optical disk. Thereafter, each beam reflected from the optical disk is further incident on the multiple hologram optical element 24, and is diffracted by the multiple hologram optical element 24 to reach the light receiving element 26.
[0069]
Thus, the hologram pattern of the multiple hologram optical element 24 does not play any role in the light transmission system, but only allows the beam to pass therethrough, and diffracts the beam in the light receiving system.
[0070]
That is, each beam reflected from the optical disk is bent only by a specific beam according to the pattern for diffracting the wavelength of each beam while passing through the pattern provided on the upper surface of the multiple hologram optical element 24. Is condensed at one point of the light receiving element 26.
[0071]
At this time, the beam reaching the light receiving element 26 is not only the multiple hologram optical element 24 but also a light receiving element due to many errors generated through an objective lens (not shown), a collimator lens (not shown), an optical disk, and the like. However, the optical pickup device of the present invention is configured so that the light receiving element 26 can be moved to the opening on the bottom surface of the package 28. The element 26 can be adjusted in the front-rear (X-axis) direction, the left-right (Y-axis) direction, and a desired angle (θ) so as to reach a desired position, and a desired beam shape, RF, focus error signal can be obtained. In addition, a tracking error signal can be obtained.
[0072]
6a to 6c are sectional views showing an embodiment of the multiple hologram optical element of the present invention. FIG. 6a shows a diffraction grating pattern G and a multiple hologram pattern formed on the upper surface of a transparent substrate 44a.
[0073]
That is, the diffraction grating pattern G is formed on the upper surface of the transparent substrate 44a, the first transparent layer 44b is formed on the transparent substrate 44a on which the diffraction grating pattern G is formed, and the first transparent layer 44b is formed on the first transparent layer 44b. The first hologram pattern 44c is formed, the second transparent layer 44d is formed on the first transparent layer 44b on which the first hologram pattern 44c is formed, and the second hologram pattern 44c is formed on the second transparent layer 44d. The third transparent layer 44f is formed on the second transparent layer 44d on which the second hologram pattern 44e is formed, and the third hologram pattern 44g is formed on the third transparent layer 44f.
[0074]
The hologram patterns 44c, 44e, and 44g are formed so as to diffract the DVD-series 650 nm, CD-series 780 nm, and HD-DVD-series 405 nm beams, respectively.
[0075]
That is, the three hologram patterns 44c, 44e, and 44g diffract only one of the 650 nm of the DVD series, the 780 nm of the CD series, and the 405 nm wavelength of the HD-DVD series, and pass the remaining beams as they are. To form.
[0076]
When the light emitting element emits a beam in the optical pickup device having such a multiple hologram optical element 44, the beam projected from the light emitting element passes through the multiple hologram optical element 44, and the diffraction grating provided therein After passing through the use pattern G, it is divided into three beams of 0th order and ± 1st order as indicated by arrows in the drawing.
[0077]
The three divided beams are collected by an objective lens (not shown) and are reflected after reaching the optical disc. Each beam reflected from the optical disc is incident on the multiple hologram optical element 44.
[0078]
At this time, the beam is bent by any one of the three hologram patterns according to the wavelength of the beam, and condensed at one point of a light receiving element (not shown).
[0079]
In the figure, the three arrows incident on the multi-hologram optical element represent a DVD series beam of 650 nm wavelength, a CD series beam of 780 nm wavelength, and an HD-DVD series beam of 405 nm wavelength. As shown in FIG. 6a, the light is diffracted by a specific hologram pattern and condensed on the light receiving element.
[0080]
FIG. 6b shows another example of a multiple hologram optical element, in which a diffraction grating pattern G is formed on the bottom surface of a transparent substrate.
[0081]
That is, the diffraction grating pattern G is formed on the bottom surface of the transparent substrate, the first hologram pattern is formed on the top surface of the transparent substrate on which the diffraction grating pattern G is formed, and the first hologram pattern is formed. Forming a first transparent layer on the transparent substrate, forming a second hologram pattern on the first transparent layer, forming a second transparent layer on the first transparent layer on which the second hologram pattern is formed; A third hologram pattern is formed on the second transparent layer.
[0082]
In the present invention, the hologram pattern can be laminated by coating the first and second transparent layers on the upper surface of the transparent substrate, and the pattern is also formed on the bottom surface of the transparent substrate. It can be used as a hologram.
[0083]
Also in such a multiplex hologram optical element, each of the beams selectively projected from the light emitting element that emits beams of three wavelengths passes through the multiplex hologram optical element as in the above-described example. Through a diffraction grating pattern G provided inside the hologram optical element, it is divided into three beams of 0th order and ± 1st order as indicated by arrows in the drawing. The three divided beams are collected by the objective lens and reach the optical disc, and then enter the multiple hologram optical element again.
[0084]
At this time, the beam is bent by any one of the three hologram patterns according to the wavelength of the beam and is collected at one point of a light receiving element (not shown).
[0085]
Further, as shown in FIG. 6c, a hologram pattern can be formed in multiple layers on a transparent substrate, and a diffraction grating pattern (G) can be formed on a separate substrate for use.
[0086]
The operation of the multiple hologram optical element having such a configuration is the same as the other examples described above.
[0087]
Here, the configuration in which each hologram pattern formed on the multiple hologram optical element of the present invention diffracts only the beam of any specific wavelength and allows the remaining beam to pass through adjusts the depth of the diffraction grating of the pattern. This can be realized. That is, by adjusting the depth of the diffraction grating so that a beam suitable for the wavelength can be selectively diffracted, it is possible to prevent a decrease in light efficiency in the case of multiple layers.
[0088]
Further, the optical pickup device of the present invention is configured such that the light emitting element is assembled as an instrument, and an error generated in this process is finally adjusted by the light receiving element, so that a desired beam shape, RF, focus error can be obtained. Signals and tracking error signals can be obtained.
[0089]
FIG. 7 is a cross-sectional view showing the configuration of another embodiment of the optical pickup device of the present invention. In another embodiment of the present invention, the light emitting element 32 that generates at least three beams having different wavelengths and the beam reflected from the optical disc D are received and diffracted according to the wavelength of the beam. It includes a multiple hologram optical element 34 on which at least three hologram patterns are formed, and a light receiving element 36 that receives each beam diffracted by the multiple hologram optical element 34.
[0090]
As the light emitting element 32, a commonly used light source module for CD and DVD that emits a 650 nm wavelength of a DVD series and a 780 nm wavelength of a CD series can be used. In addition, three or more beams are emitted. A multi-wavelength light source module is applicable.
[0091]
The light emitting device 32 can be fixed to the inner bottom surface of the package 38 by installing a light emitting device chip on a sub-mount and mounting the submount in the package 38.
[0092]
On the other hand, the multiple hologram optical element 34 is fixed to the upper surface of the package 38, and the light receiving element 36 is installed below the package 38 so as to be independently movable. That is, the light receiving element 36 is installed on the outer surface of the package 38 so as to receive a beam through the opening 37 on the lower surface of the package 38, and the light receiving element 36 can be adjusted from the outside.
[0093]
In addition, an embodiment of the present invention includes a normal collimator lens 40 and an objective lens 42 for condensing each beam on a track of the optical disc D.
[0094]
FIG. 8 is a graph showing the diffraction efficiency depending on the wavelength in the multiple hologram optical element of the present invention, and shows the relationship between the depth of the diffraction grating, the wavelength of the light beam, and the diffraction efficiency.
[0095]
In the graph, if a hologram is manufactured at a diffraction grating depth at a position where the diffraction efficiency of DVD for 650 nm and CD for 780 nm is opposite, only one wavelength beam is diffracted, and the efficiency of the remaining wavelength beam is reduced. When the beam emitted from the light emitting element is transmitted, there is no influence.
[0096]
Based on such a principle, a multiple hologram optical element having three or more wavelengths can be manufactured. For example, when a pickup corresponding to three disks of CD, DVD, and HD-DVD is considered, the material of BK7 glass is used. When holograms having wavelengths of 780 nm (for CD), 650 nm (for DVD), and 405 nm (for HD-DVD) are used, the diffraction efficiency with respect to the depth of the hologram is as shown in the graph of FIG.
[0097]
That is, if a hologram is produced at a diffraction grating depth at a position where the diffraction efficiencies of DVD for 650 nm, CD for 780 nm and HD-DVD for 405 nm are opposite to each other, only one wavelength beam is diffracted and the remaining wavelength is The efficiency of the beam is not reduced, and has no effect when the beam emitted from the light emitting element is transmitted.
[0098]
FIG. 10 is a graph showing the first-order diffraction efficiency according to the wavelength of the three-wavelength optical pickup device according to the present invention. In order to act on the three wavelengths and reduce the influence on each other, as shown in FIG. A hologram is produced at the depth of the diffraction grating at a position where the magnitude of the next diffraction efficiency is opposite.
[0099]
That is, in the graph, when the depth of the diffraction grating is about 1.25 μm, the value of the 405 nm wavelength is relatively larger than the wavelengths of 650 nm and 780 nm, so the diffraction grating depth of the hologram pattern is set to 1.25 μm. When the hologram optical element is formed, it can be used as a hologram for HD-DVD.
[0100]
Also, at the position where the depth of the diffraction grating is about 1.51 μm in the graph, the diffraction efficiency values of 405 nm and 780 nm wavelengths are 0, and the value of the 650 nm wavelength is the largest, so the diffraction grating depth of the hologram pattern is 1 When a hologram optical element is formed with a thickness of 0.51 μm, it can be used as a DVD hologram.
[0101]
In the graph, at the position where the depth of the diffraction grating is about 2.3 μm, the value of the wavelength of 780 nm is relatively larger than the wavelengths of 650 nm and 405 nm. The hologram optical element may be formed with a thickness of 3 μm.
[0102]
In this way, by selecting the parts that have little influence on the three wavelengths and forming the hologram optical element, it is possible to selectively obtain the condensing characteristics with respect to the beams of different wavelengths, in an optimum state. The beam can be detected.
[0103]
【The invention's effect】
As described above, the optical pickup device of the present invention is an optical pickup device using a multi-wavelength light source that multiplexes holograms in one module and emits beams having three or more different wavelengths. There is an effect that all light can be detected in an optimum state.
[0104]
Further, there is an effect that the apparatus can be reduced in size and slim.
[0105]
In addition, it is possible to adjust the position of the light receiving element from the outside, so that the beam can reach the correct position of the light receiving element without error caused by the error of the beam. There is an effect that can be done.
[0106]
Therefore, since expensive equipment that has been conventionally used for adjusting the light receiving element to an accurate position is not necessary, assembly cost and production cost are reduced, and the cost can be reduced.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a perspective view showing an example of an optical pickup device using a conventional hologram.
FIG. 2 is a cross-sectional view showing another example of a conventional optical pickup device using a hologram.
FIG. 3 is a cross-sectional view showing an optical path when the first beam and the second beam are used in the apparatus of FIG.
FIG. 4 is a cross-sectional view showing a configuration of an embodiment of the present invention and an optical path of multiple beams.
FIG. 5 is a cross-sectional view showing a configuration of an embodiment of a multiple hologram optical element of the present invention.
FIG. 6 is a cross-sectional view showing an example of a multiple hologram optical element of the present invention.
FIG. 7 is a cross-sectional view showing the configuration of another embodiment of the optical pickup device of the present invention.
FIG. 8 is a graph showing diffraction efficiency according to wavelength of the multiple hologram optical element of the present invention.
FIG. 9 is a graph showing diffraction efficiency by wavelength of the three-wavelength optical pickup device according to the present invention.
FIG. 10 is a graph showing the first-order diffraction efficiency depending on the wavelength of the three-wavelength optical pickup device according to the present invention.
[Explanation of symbols]
22 Light emitting element
24 Multiple hologram optical element
24a transparent substrate
24b First hologram pattern
24c first transparent layer
24d Second hologram pattern
24e second transparent layer
24f Third hologram pattern
26 Light receiving element
27 opening
28 packages
32 Light emitting device
34 Multiple hologram optical element
36 Light receiving element
38 packages
40 Collimator lens
42 Objective lens
D Optical disc

Claims (16)

それぞれ異なる波長をもつ３本のビームを発生させる発光素子と、
光ディスクから反射されたビームを受信してビームの波長に応じてそれぞれ回折させるように３つのホログラムパターンが形成された多重ホログラム光学素子と、
前記多重ホログラム光学素子によって回折されたそれぞれのビームを受信する受光素子とを含み、
前記多重ホログラム光学素子は、
透明基板と、
該透明基板の上にガラス或いは光学高分子を直接コートして形成され、上面に第１ホログラムパターンが形成された第１透明層と、
該第１透明層の上にガラス或いは光学高分子を直接コートして形成され、上面に第２ホログラムパターンが形成された第２透明層と、
該第２透明層の上にガラス或いは光学高分子を直接コートして形成され、上面に第３ホログラムパターンが形成された第３透明層と、からなることを特徴とするホログラム光学素子を用いた光ピックアップ装置。A light emitting device for generating three beams each having a different wavelength;
A multiple hologram optical element in which three hologram patterns are formed so as to receive a beam reflected from an optical disk and diffract the beam according to the wavelength of the beam;
A light receiving element for receiving each beam diffracted by the multiple hologram optical element ,
The multiple hologram optical element is
A transparent substrate;
A first transparent layer formed by directly coating glass or an optical polymer on the transparent substrate and having a first hologram pattern formed on the upper surface;
A second transparent layer formed by directly coating glass or an optical polymer on the first transparent layer and having a second hologram pattern formed on the upper surface;
A hologram optical element comprising: a third transparent layer formed by directly coating glass or an optical polymer on the second transparent layer and having a third hologram pattern formed on the upper surface thereof. Optical pickup device. それぞれ異なる波長をもつ３本のビームを発生させる発光素子と、
光ディスクから反射されたビームを受信してビームの波長に応じてそれぞれ回折させるように３つのホログラムパターンが形成された多重ホログラム光学素子と、
前記多重ホログラム光学素子によって回折されたそれぞれのビームを受信する受光素子とを含み、
前記多重ホログラム光学素子は、
上面に第１ホログラムパターンを形成された透明基板と、
該透明基板の上にガラス或いは光学高分子を直接コートして形成され、上面に第２ホログラムパターンが形成された第１透明層と、
該第１透明層の上にガラス或いは光学高分子を直接コートして形成され、上面に第３ホログラムパターンが形成された第２透明層と、からなることを特徴とするホログラム光学素子を用いた光ピックアップ装置。A light emitting device for generating three beams each having a different wavelength;
A multiple hologram optical element in which three hologram patterns are formed so as to receive a beam reflected from an optical disk and diffract the beam according to the wavelength of the beam;
A light receiving element for receiving each beam diffracted by the multiple hologram optical element ,
The multiple hologram optical element is
A transparent substrate having a first hologram pattern formed on the upper surface;
A first transparent layer formed by directly coating glass or an optical polymer on the transparent substrate and having a second hologram pattern formed on the upper surface;
A hologram optical element comprising: a second transparent layer formed by directly coating glass or an optical polymer on the first transparent layer and having a third hologram pattern formed on the upper surface thereof. Optical pickup device. 前記第１ホログラムパターン、第２ホログラムパターン及び第３ホログラムパターンはそれぞれ回折格子の深さを異ならせて形成されることを特徴とする請求項１又は２記載のホログラム光学素子を用いた光ピックアップ装置。The first hologram pattern, a second hologram pattern and the third hologram pattern optical pickup device using a holographic optical element according to claim 1 or 2, characterized in that it is formed respectively with different depth of the diffraction grating . 前記第１ホログラムパターンの回折格子は１．２〜１．３μｍ、１．５〜１．６μｍ、２．２〜２．４μｍのいずれか一つの深さに形成され、前記第２ホログラムパターンの回折格子は１．２〜１．３μｍ、１．５〜１．６μｍ、２．２〜２．４μｍのうち前記第１ホログラムパターンの回折格子の深さを除いたいずれか一つの深さに形成され、前記第３ホログラムパターンの回折格子は１．２〜１．３μｍ、１．５〜１．６μｍ、２．２〜２．４μｍのうち前記第１ホログラムパターンと前記第２ホログラムパターンの回折格子の深さを除いた残りの深さに形成されることを特徴とする請求項１又は２記載の光ピックアップ装置。The diffraction grating of the first hologram pattern is formed to a depth of any one of 1.2 to 1.3 μm, 1.5 to 1.6 μm, and 2.2 to 2.4 μm, and the diffraction of the second hologram pattern The grating is formed at any one depth from 1.2 to 1.3 [mu] m, 1.5 to 1.6 [mu] m, and 2.2 to 2.4 [mu] m, excluding the depth of the diffraction grating of the first hologram pattern. The diffraction grating of the third hologram pattern is a diffraction grating of the first hologram pattern and the second hologram pattern of 1.2 to 1.3 μm, 1.5 to 1.6 μm, and 2.2 to 2.4 μm. 3. The optical pickup device according to claim 1 , wherein the optical pickup device is formed to have a remaining depth excluding the depth. 前記多重ホログラム光学素子は、光源から発射されるビームを０次、＋１次及び−１次に回折させる回折格子を含んでなることを特徴とする請求項１又は２記載のホログラム光学素子を用いた光ピックアップ装置。The hologram optical element according to claim 1 or 2, wherein the multiple hologram optical element includes a diffraction grating that diffracts a beam emitted from a light source to 0th order, + 1st order, and -1st order. Optical pickup device. 前記発光素子と前記多重ホログラム光学素子は単一のパッケージに固着され、前記受光素子は前記パッケージの下部に、独立して前後方向、左右方向及び所望の角度に移動可能に設置され、外部から位置調整できることを特徴とする請求項１又は２記載のホログラム光学素子を用いた光ピックアップ装置。Wherein said light emitting element multiplexed holographic optical element is secured in a single package, the light receiving element at the bottom of the package, independently longitudinal direction, movably disposed in the left-right direction and the desired angular position from the outside The optical pickup device using the hologram optical element according to claim 1, wherein the optical pickup device can be adjusted . 前記発光素子は６５０ｎｍ、７８０ｎｍ及び４０５ｎｍ波長のビームを発射することを特徴とする請求項１又は２記載のホログラム光学素子を用いた光ピックアップ装置。 3. The optical pickup device using a hologram optical element according to claim 1, wherein the light emitting element emits beams having wavelengths of 650 nm, 780 nm, and 405 nm. それぞれ異なる波長をもつ少なくとも３本以上のビームを発生させる発光素子と、前記発光素子から出射されたビームを３本のビームに分割する回折格子が形成され、光ディスクから反射されたビームを受信してビームの波長に応じてそれぞれ回折させるように少なくとも３つ以上のホログラムパターンが形成される多重ホログラム光学素子と、前記多重ホログラム光学素子によって回折されたそれぞれのビームを受信する受光素子とが設置されるパッケージと、ビームを光ディスクのトラックに集光するための対物レンズと、コリメータレンズとを含み、
前記多重ホログラム光学素子は、
透明基板と、
該透明基板の上にガラス或いは光学高分子を直接コートして形成され、上面に第１ホログラムパターンが形成された第１透明層と、
該第１透明層の上にガラス或いは光学高分子を直接コートして形成され、上面に第２ホログラムパターンが形成された第２透明層と、
該第２透明層の上にガラス或いは光学高分子を直接コートして形成され、上面に第３ホログラムパターンが形成された第３透明層と、からなり、
前記透明基板の上面に前記回折格子のパターンが形成されていることを特徴とするホログラム光学素子を用いた光ピックアップ装置。A light emitting element that generates at least three beams each having a different wavelength, and a diffraction grating that divides the beam emitted from the light emitting element into three beams are formed, and the beam reflected from the optical disk is received. A multiple hologram optical element in which at least three or more hologram patterns are formed so as to be diffracted according to the wavelength of the beam, and a light receiving element for receiving each beam diffracted by the multiple hologram optical element are installed. A package, an objective lens for condensing the beam onto the track of the optical disc, and a collimator lens;
The multiple hologram optical element is
A transparent substrate;
A first transparent layer formed by directly coating glass or an optical polymer on the transparent substrate and having a first hologram pattern formed on the upper surface;
A second transparent layer formed by directly coating glass or an optical polymer on the first transparent layer and having a second hologram pattern formed on the upper surface;
A third transparent layer formed by directly coating glass or an optical polymer on the second transparent layer and having a third hologram pattern formed on the upper surface;
An optical pickup device using a hologram optical element , wherein the diffraction grating pattern is formed on an upper surface of the transparent substrate . 前記パッケージは、上面の開口部に前記多重ホログラム光学素子が配置され、下面の一側面に設けられた開口部に受光素子が設置されることを特徴とする請求項８記載のホログラム光学素子を用いた光ピックアップ装置。9. The hologram optical element according to claim 8 , wherein the multiple hologram optical element is disposed in an opening on an upper surface of the package, and a light receiving element is disposed on an opening provided on one side surface of the lower surface. There was an optical pickup device. 前記発光素子と前記多重ホログラム光学素子は単一のパッケージに固着され、前記受光素子は前記パッケージの外面に、独立して前後方向、左右方向及び所望の角度に移動可能に設置され、外部から位置調整できることを特徴とすることを特徴とする請求項８記載のホログラム光学素子を用いた光ピックアップ装置。 Wherein said light emitting element multiplexed holographic optical element is secured in a single package, the light receiving element on an outer surface of the package, independently longitudinal direction, movably disposed in the left-right direction and the desired angular position from the outside The optical pickup device using the hologram optical element according to claim 8, wherein the optical pickup device can be adjusted . 透明基板の上面に第１ホログラムパターンを形成する段階と、
前記第１ホログラムパターンの形成された透明基板上にガラス或いは光学高分子を直接コートして第１透明層を形成する段階と、
前記第１透明層の上面に第２ホログラムパターンを形成する段階と、
前記第２ホログラムパターンの形成された第１透明層上にガラス或いは光学高分子を直接コートして第２透明層を形成する段階と、
前記第２透明層の上面に第３ホログラムパターンを形成する段階とからなり、ホログラムパターンを多層に積層形成することを特徴とするホログラムパターン形成方法。Forming a first hologram pattern on the upper surface of the transparent substrate;
Forming a first transparent layer by directly coating glass or an optical polymer on the transparent substrate on which the first hologram pattern is formed;
Forming a second hologram pattern on an upper surface of the first transparent layer;
Coating the glass or optical polymer directly on the first transparent layer on which the second hologram pattern is formed to form a second transparent layer ;
A method of forming a hologram pattern comprising: forming a third hologram pattern on the upper surface of the second transparent layer ; and forming the hologram patterns in a multilayer manner. 前記第１透明層及び第２透明層の厚さは１μｍ〜数十μｍであることを特徴とする請求項１１記載のホログラムパターン形成方法。The hologram pattern forming method according to claim 11, wherein the thickness of the first transparent layer and the second transparent layer is 1 μm to several tens of μm. 前記透明基板の底面に回折格子用パターンをさらに形成することを特徴とする請求項１１記載のホログラムパターン形成方法。The hologram pattern forming method according to claim 11 , further comprising forming a diffraction grating pattern on a bottom surface of the transparent substrate. 透明基板にフォトレジストを塗布する段階と、
前記フォトレジストを、第１ホログラムパターンの形成された第１マスクを用いて選択的に露光し現像する段階と、
前記フォトレジスト及び透明基板をエッチングして透明基板の上面に第１ホログラムパターンを形成する段階と、
前記第１ホログラムパターンの形成された透明基板上にガラス或いは光学高分子を直接コートして第１透明層を透明基板の上に形成する段階と、
前記第１透明層にフォトレジストを塗布する段階と、
前記フォトレジストを、第２ホログラムパターンの形成された第２マスクを用いて選択的に露光し現像する段階と、
前記フォトレジスト及び第１透明層をエッチングして第２ホログラムパターンを第１透明層の上面に形成する段階と、
前記第２ホログラムパターンの形成された第１透明層上にガラス或いは光学高分子を直接コートして第２透明層を第１透明層の上に形成する段階と、
前記第２透明層にフォトレジストを塗布する段階と、
前記フォトレジストを、第３ホログラムパターンの形成された第３マスクを用いて選択的に露光し現像する段階と、
前記フォトレジスト及び第２透明層をエッチングして第３ホログラムパターンを第２透明層の上面に形成する段階とからなり、ホログラムパターンを多層に積層形成することを特徴とするホログラムパターン形成方法。Applying a photoresist to a transparent substrate;
Selectively exposing and developing the photoresist using a first mask formed with a first hologram pattern;
Etching the photoresist and the transparent substrate to form a first hologram pattern on an upper surface of the transparent substrate ;
Coating the glass or optical polymer directly on the transparent substrate on which the first hologram pattern is formed to form a first transparent layer on the transparent substrate ;
Applying a photoresist to the first transparent layer;
Selectively exposing and developing the photoresist using a second mask having a second hologram pattern formed thereon;
Etching the photoresist and the first transparent layer to form a second hologram pattern on the upper surface of the first transparent layer ;
Coating the glass or optical polymer directly on the first transparent layer on which the second hologram pattern is formed, and forming the second transparent layer on the first transparent layer ;
Applying a photoresist to the second transparent layer;
Selectively exposing and developing the photoresist using a third mask having a third hologram pattern formed thereon;
A method of forming a hologram pattern , comprising: etching the photoresist and the second transparent layer to form a third hologram pattern on an upper surface of the second transparent layer ; 前記透明基板の底面に回折格子用パターンをさらに形成することを特徴とする請求項１４記載のホログラムパターン形成方法。15. The hologram pattern forming method according to claim 14 , further comprising forming a diffraction grating pattern on the bottom surface of the transparent substrate. 前記第１透明層及び第２透明層の厚さは１μｍ〜数十μｍであることを特徴とする請求項１４記載のホログラムパターン形成方法。The hologram pattern forming method according to claim 14, wherein the first transparent layer and the second transparent layer have a thickness of 1 μm to several tens of μm.
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